package com.future.leetcode.hash;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Random;

/**
 * 常数时间插入、删除和获取随机元素
 * <p>
 * 设计一个支持在平均时间复杂度 O(1)下，执行以下操作的数据结构。
 * <p>
 * insert(val)：当元素 val 不存在时，向集合中插入该项。
 * remove(val)：元素 val 存在时，从集合中移除该项。
 * getRandom：随机返回现有集合中的一项。每个元素应该有相同的概率被返回。
 * <p>
 * 链接：https://leetcode-cn.com/leetbook/read/hash-table/xx0zpt/
 *
 * @author jayzhou
 */
class RandomizedSet {

    private final HashMap<Integer, Integer> hashMap = new HashMap<>();
    private final ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();
    private final Random random = new Random();

    /**
     * Initialize your data structure here.
     */
    public RandomizedSet() {

    }

    /**
     * Inserts a value to the set. Returns true if the set did not already contain the specified element.
     */
    public boolean insert(int val) {
        if (hashMap.containsKey(val)) return false;
        hashMap.put(val, arrayList.size());
        arrayList.add(val);
        return true;
    }

    /**
     * Removes a value from the set. Returns true if the set contained the specified element.
     */
    public boolean remove(int val) {
        Integer index = hashMap.get(val);
        if (index == null) return false;
        Integer lastElement = arrayList.get(arrayList.size() - 1);
        arrayList.set(index, lastElement);
        hashMap.put(lastElement, index);
        arrayList.remove(arrayList.size() - 1);
        hashMap.remove(val);
        return true;
    }

    /**
     * Get a random element from the set.
     */
    public int getRandom() {
        int index = random.nextInt(arrayList.size());
        return arrayList.get(index);
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 初始化一个空的集合。
        RandomizedSet randomSet = new RandomizedSet();

        //// 向集合中插入 1 。返回 true 表示 1 被成功地插入。
        randomSet.insert(1);
        //
        // 返回 false ，表示集合中不存在 2 。
        randomSet.remove(2);

        // 向集合中插入 2 。返回 true 。集合现在包含 [1,2] 。
        randomSet.insert(2);
        // getRandom 应随机返回 1 或 2 。
        randomSet.getRandom();

        // 从集合中移除 1 ，返回 true 。集合现在包含 [2] 。
        randomSet.remove(1);

        // 2 已在集合中，所以返回 false 。
        randomSet.insert(2);

        // 由于 2 是集合中唯一的数字，getRandom 总是返回 2 。
        randomSet.getRandom();
    }
}